EP0280822A1 - Echantillon à perçage muni d'un revêtement et son procédé de préparation - Google Patents

Echantillon à perçage muni d'un revêtement et son procédé de préparation Download PDF

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EP0280822A1 EP87402284A EP87402284A EP0280822A1 EP 0280822 A1 EP0280822 A1 EP 0280822A1 EP 87402284 A EP87402284 A EP 87402284A EP 87402284 A EP87402284 A EP 87402284A EP 0280822 A1 EP0280822 A1 EP 0280822A1
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0044—Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching

Definitions

  • the present invention relates to samples intended to be examined under a microscope, in particular to samples of printed circuit boards or boards. These samples take a wafer having a hole provided with a coating. The invention also relates to methods for preparing these samples.
  • the printed circuits are checked, and in particular the thickness of the metal coating on the wall of their holes, by examining under a microscope a section passing through the diameter of the hole to be checked. It is essential for this purpose that the section plane passes exactly through the axis of the hole.
  • the invention overcomes these drawbacks with a sample prepared by a simpler, faster and safer method than the previous method. Above all, the operator can immediately see with the naked eye that a sample has not been prepared correctly and in particular that the section which should be subjected to inspection under the microscope is not the right one.
  • the subject of the invention is therefore a sample intended to be examined under a microscope and comprising a wafer having a bore provided with a coating and coated with resin.
  • a template is also embedded in the resin and the stem of the template, with a diameter just smaller than that of the hole, is threaded into it.
  • the operator By looking at the section, the operator immediately sees if the rod is present over the entire axial length of the hole. If this is not the case, the plane of the section is not perpendicular to the axis of repetition of the sample. An error has been made. A new sample must be prepared.
  • the template has a cylindrical head, of diameter greater than that of the rod and of the same longitudinal axis as the latter. This time, the operator sees in the section not only the stem but also the cut of the head. If the cope is trapezoidal, instead of being rectangular, the sample was not prepared correctly for the same reason as above. If the width, i.e. the dimension which is perpendicular to the axis of the rod, of the head section is less than the original diameter of the head, the section plane is parallel to what 'he should be. Another sample must be prepared.
  • the template has a head, at least the end section of which is distant from the rod is conical.
  • the control no longer requires a comparison of the dimensions of the head cope, but simply of its shape.
  • the section plane is not the right one, if the angle at the top of the cone does not appear there.
  • the lost template permanently coated and abraded at the same time as the sample, thus allows control of operations.
  • the invention also relates to a method consisting in placing the wafer in a mold having a repetition axis so that the drilling axis is horizontal, in filling the mold with a coating resin, in hardening the resin. to obtain a coated sample and to abrade the coated sample to the plane perpendicular to the repetition axis passing through a diameter of the bore, characterized in that it consists, before putting the wafer in the mold, to thread remains in the bore the rod of a template, consisting of the rod, of diameter just less than the diameter of the bore, and of a head of the same axis as the rod and of diameter larger than the latter.
  • the templates are advantageously made of brass or aluminum dyed in the mass with different colors according to the diameters of the rods. Templates adapted to different holes are thus easier to recognize.
  • the coating resin is a transparent resin, in particular a methacrylic resin.
  • each plate has eleven holes 3, the lower wall of which is coated with a metallic coating.
  • Each template consists of a rod 4 with a diameter just smaller than that of a bore 3, once coated with a correct thickness of metal coating.
  • the rod is extended by a head comprising a cylindrical part 5 of diameter significantly greater than that of the bore and ends in a conical part 6.
  • the sizes are identical.
  • the radius of the cylindrical parts 5 is greater than the distance between the center of the holes and the edge of the insert, the inserts 1 and 2 are held in a perfectly vertical manner by the templates. If one of the templates cannot penetrate a hole, the plate must be discarded. If the clearance is too large between the rod 4 and the diameter of a hole 3, to the point that the plate can tilt relative to the vertical, the plate must be put off.
  • the second stage of the process consists in placing the assembly produced in accordance with FIG. 1 on the bottom of a horizontal mold 7.
  • the mold has a repetition axis X, X ⁇ , in particular an axis of revolution.
  • the mold is filled with a coating resin 8 which may or may not be transparent. The resin is cured to obtain a coated sample. We take the sample out of the mold.
  • the last stage of the process according to the invention consists in abrading the coated sample to the plane perpendicular to the repetition axis X, X ⁇ passing through a diameter of the bore. This gives the sample shown in Figure 3 which can be examined under a microscope.

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Abstract

Il comprend une plaquette (1) ayant un perçage (3) muni d'un revêtement et enrobé de réine (8). Un gabarit dont la tige (4) cylindrique de diamètre juste inférieur à celui du perçage (3) est enfilé dans celui-ci. Industrie électronique.

Description

  • La présente invention se rapporte aux échan­tillons destinés à être examinés au microscope, notam­ment à des échantillons de cartes ou plaquettes de cir­cuits imprimés. Ces échantillons prennent une plaquette ayant un perçage muni d'un revêtement. L'invention vise également des procédés de préparation de ces échantil­lons.
  • On contrôle les circuits imprimés, et no­tamment l'épaisseur du revêtement métallique de la paroi de leurs perçages, en examinant au microscope une sec­tion passant par le diamètre du perçage à contrôler. Il est essentiel à cet effet que le plan de section passe exactement par l'axe du perçage. En regard de la figure 4 de la revue Structure 10, Struers Nouveautés Métallo­graphiques d'Avril 1985, on démontre mathématiquement la très grande précision requise et on propose d'y par­venir par un procédé de préparation d'échantillons qui consiste à percer à l'avance des trous de référence dans les plaquettes, à y enfiler deux tiges, à suspendre les plaquettes par les tiges au-dessus d'un moule, à emplir le moule d'une résine d'enrobage jusqu'à un niveau in­férieur aux tiges, à laisser durcir la résine qui sert à maintenir la plaquette et la poser sous le micros­cope, à démouler l'échantillon enrobé, à en enlever les tiges et à prépolir, c'est-­à-dire à abraser,puis à polir l'échantillon jusqu'aux perçages.
  • La réussite de ce procédé nécessite une grande précision de l'emplacement et du diamètre des trous de référence dépourvus de toute autre utilité et un moule spécial à flasque formant niveau de référence. Les tiges de mise en position doivent avoir des tolérances très faibles afin que les échantillons soient bien maintenus dans le moule. Elles sont si difficiles à enlever après l'enrobage qu'il a fallu concevoir à cet effet un appareillage spécial dit "extracteur de tiges". Mais, plus encore que de ces difficultés de mise en oeuvre, le procédé souffre d'un défaut grave : l'opérateur n'a aucun moyen de se rendre compte que les opérations se sont passées correctement. Il doit faire une confiance aveugle à la fois à son habileté et aux appareillages. Il peut ainsi rebuter des pla­ques bonnes, simplement parce que la préparation de l'échantillon n'est pas correcte ou, plus rarement, croire que des plaques sont bonnes alors qu'elles sont défectueuses, mais que le plan de la section n'est pas le bon.
  • L'invention pallie ces inconvénients par un échantillon préparé par un procédé plus simple, plus rapide et cependant plus sûr que le procédé antérieur. Surtout, l'opérateur peut voir immédiatement à l'oeil nu qu'un échantillon n'a pas été préparé correctement et notamment que la section qui devrait être soumise à l'inspection au microscope n'est pas la bonne.
  • L'invention a donc pour objet un échantillon destiné à être examiné au microscope et comprenant une plaquette ayant un perçage muni d'un revêtement et enrobée de résine. Suivant l'invention, un gabarit est enrobé aussi dans la résine et la tige du gabarit, de diamètre juste inférieur à celui du perçage, y est enfilée.
  • En regardant la section, l'opérateur voit im­médiatement si la tige est présente sur toute la lon­gueur axiale du perçage. Si ce n'est pas le cas, le plan de la section n'est pas perpendiculaire à l'axe de répétition de l'échantillon. Une erreur a été commise. Il faut préparer un nouvel échantillon.
  • Suivant un perfectionnement important, le gabarit a une tête cylindrique, de diamètre supérieur à celui de la tige et de même axe longitudinal que celle-ci. Cette fois-ci, l'opérateur voit dans la section non seulement la tige mais aussi la coupe de la tête. Si la cope est trapézoïdale, au lieu d'être rectangulaire, l'échantillon n'a pas été préparé cor­rectement pour la même raison que ci-dessus. Si la largeur, c'est-à-dire la dimension qui est perpendicu­laire à l'axe de la tige, de la coupe de la tête est inférieure au diamètre d'origine de la tête, le plan de section est parallèle à ce qu'il devrait être. Il faut préparer un autre échantillon.
  • Dans le mode de réalisation de l'invention le plus achevé, le gabarit a une tête, dont au moins le tronçon d'extrémité éloigné de la tige est conique. Le contrôle ne nécessite plus une comparaison des dimensions de la cope de la tête, mais simplement de sa forme. Le plan de section n'est pas le bon, si l'angle au sommet du cône n'y apparaît pas.
  • Le gabarit perdu, enrobé à demeure et abrasé en même temps que l'échantillon, permet ainsi un con­trôle des opérations.
  • Pour compléter ce contrôle, il est recommandé d'enfiler deux gabarits dans deux perçages proches, de préférence de manière que leurs têtes soient d'un même côté de la plaque. Les coupes des deux têtes doivent avoir la même dimension et/ou les deux som­mets des cônes doivent apparaître. S'il n'en est pas ainsi, le plan de section n'est pas perpendiculaire à l'axe de répétition. Il faut préparer un autre échantillon.
  • L'invention a également pour objet un procédé consistant à mettre la plaquette dans un moule ayant un axe de répétition de manière que l'axe de perçage soit horizontal, à emplir le moule d'une résine d'en­robage, à faire durcir la résine pour obtenir un échan­tillon enrobé et à abraser l'échantillon enrobé jusqu'au plan perpendiculaire à l'axe de répétition passant par un diamètre du perçage, caractérisé en ce qu'il consiste, avant de mettre la plaquette dans le moule, à enfiler à demeure dans le perçage la tige d'un gabarit, cons­titué de la tige, de diamètre juste inférieur au dia­mètre du perçage, et d'une tête de même axe que la tige et de diamètre plus grand que celle-ci.
  • En enfilant deux gabarits en sens inverse dans deux perçages, on est sûr que la plaque est sup­portée horizontalement sur le fond du moule par les deux têtes des gabarits de même diamètre.
  • En enfilant deux gabarits dans le même sens, on exclut toute posibilité qu'un plan de section erroné soit considéré comme bon.
  • Les gabarits sont avantageusement en laiton ou en aluminium teint dans la masse à des colorations différentes suivant les diamètres des tiges. Les gaba­rits adaptés à des perçages différents sont ainsi plus faciles à reconnaître.
  • On peut contrôler plusieurs plaquettes à la fois en les enfilant dans les mêmes gabarits.
  • De préférence, la résine d'enrobage est une résine transparente, notamment une résine méthacrylique.
  • Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple :
    • la figure 1 est une vue en perspective illus­trant le premier stade du procédé suivant l'invention,
    • la figure 2 est une vue de l'échantillon en­robé dans le moule, la paroi antérieure du moule étant enlevée,
    • la figure 3 est une vue de l'échantillon abra­sé jusqu'au plan passant par un diamètre des perçages,
    • la figure 4 est une vue d'un gabarit sur le­quel on indique trois plans de sections correspondant aux figures 5, 6 et 7,
    • les figures 5, 6 et 7 sont des vues en coupe de l'échantillon abrasé suivant les divers plans indiqués à la figure 4.
  • A la figure 1, on contrôle en même temps les plaquettes 1 et 2. Chaque plaquette comporte onze perçages 3 dont la paroi inférieure est revêtue d'un revêtement métallique. Dans trois perçages 3, on en­file des gabarits. Chaque gabarit est constitué d'une tige 4 de diamètre juste inférieur à celui que doit avoir un perçage 3, une fois revêtu d'une épaisseur correcte de revêtement métallique. La tige est prolon­gée d'une tête comportant une partie cylindrique 5 de diamètre nettement supérieur à celui du perçage et se termine par une partie conique 6. Les gabarits sont identiques. Comme le rayon des parties cylindri­ques 5 est supérieur à la distance entre le centre des perçages et le bord de la plaquette, les plaquettes 1 et 2 sont maintenues d'une manière parfaitement ver­ticale par les gabarits. Si l'un des gabarits ne peut pénétrer dans un trou, la plaquette doit être rebutée. Si le jeu est trop grand entre la tige 4 et le diamè­tre d'un perçage 3, au point que la plaquette peut s'in­cliner par rapport à la verticale, la plaquette doit être rebutée.
  • Le deuxième stade du procédé consiste à poser l'ensemble réalisé conformément à la figure 1 sur le fond d'un moule 7 horizontal. Le moule a un axe de répétition X, Xʹ, notamment un axe de révolution. On emplit le moule d'une résine d'enrobage 8 transparente ou non. On fait durcir la résine pour obtenir un échantillon enrobé. On sort l'échantillon du moule.
  • Le dernier stade du procédé suivant l'inven­tion consiste à abraser l'échantillon enrobé jusqu'au plan perpendiculaire à l'axe de répétition X, Xʹ pas­sant par un diamètre du perçage. On obtient alors l'échantillon représenté à la figure 3 qui peut être examiné au microscope.
  • A la figure 5, le plan de la section n'est pas le bon. La tige n'apparaît pas dans le perçage 3. La partie cylindrique 5 a des dimensions bien plus petites que celles qu'elle devrait avoir. Le cône 6 n'a pas de sommet.
  • A la figure 6, le plan de section n'est pas correct non plus. La partie 5 cylindrique n'a pas les dimensions requises. Surtout, le sommet du cône 6 n'apparaît toujours pas.
  • A la figure 7, le plan de la section est le bon.
  • On comprend que si le plan de la section est erroné, tout en passant par l'axe de l'un des gaba­rits, il ne passera pas par l'axe d'un second gabarit, de sorte que l'un des gabarits montrera que le plan n'est pas le bon, ou la tige sera tronquée, de sorte que là aussi le plan n'est pas le bon.

Claims (9)

1. Echantillon destiné à être examiné au mi­croscope et comprenant une plaquette (1) ayant un per­çage (3) muni d'un revêtement et enrobée d'une résine (8), caractérisé par un gabarit enrobé aussi dans la résine et dont la tige (4) cylindrique (4), de diamè­tre juste inférieur à celui du perçage (3), y est enfi­lée.
2. Echantillon suivant la revendication 1, ca­ractérisé en ce que le gabarit a une tête (5) cylin­drique de diamètre supérieur à celui de la tige (1) et de même axe longitudinal que celle-ci.
3. Echantillon suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gabarit a une tête, dont au moins le tronçon d'extrémité (6), éloigné de la tige, est conique.
4. Echantillon suivant la revendication 1 ou 3, dans lequel la plaquette comporte au moins deux per­çages, caractérisé par deux gabarits enrobés aussi dans la résine et enfilés dans deux perçages de maniè­re que leurs têtes soient de part et d'autre de la plaque.
5. Echantillon suivant l'une des revendica­tions 1 à 4, dans lequel la plaquette comporte au moins deux perçages, caractérisé par deux gabarits enfilés dans deux perçages de manière que leurs têtes soient d'un même côté de la plaquette.
6. Echantillon suivant l'une des revendica­tions 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il et tronqué sui­vant un plan défini par les axes de deux gabarits.
7. Procédé de préparation d'un échantillon suivant l'une des revendications 1 à 6, qui consiste à mettre la plaquette dans un moule ayant un axe de répétition de manière que l'axe de perçage soit hori­zontal, à emplir le moule d'une résine d'enrobage, à faire durcir la résine pour obtenir un échantillon enrobé et à abraser l'échantillon enrobé jusqu'au plan perpendiculaire à l'axe de répétition passant par un diamètre du perçage, caractérisé en ce qu'il consiste, avant de mettre la plaquette dans le moule, à enfiler à demeure dans le perçage la tige d'un gabarit, cons­titué de la tige, de diamètre juste inférieur au dia­mètre du perçage, et d'une tête de même axe que la tige et de diamètre plus grand que celle-ci.
8. Procédé suivant la revendication 6, carac­térisé en ce qu'il consiste à enfiler au moins deux gabarits dans le même sens dans au moins deux perça­ges.
9. Procédé suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il consiste à enfiler au moins deux gabarits en sens inverse dans au moins deux perçages.
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DE (1) DE3766361D1 (fr)
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DK632887A (da) 1988-06-06
EP0280822B1 (fr) 1990-11-22
US4833913A (en) 1989-05-30
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JPS63149538A (ja) 1988-06-22
FR2607928A1 (fr) 1988-06-10
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